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- 美國石墨烯半導(dǎo)體量子點能實現(xiàn)單分子傳感器
- 來源：中華工控網(wǎng) 發(fā)表于 2010/6/4
有一種“石墨烯半導(dǎo)體量子點(graphene quantum dots)”能實現(xiàn)單分子傳感器，也可能催生超小型晶體管或是利用半導(dǎo)體激光器所進行的芯片上通訊；美國萊斯大學(xué)(Rice University)日前即發(fā)表了該校進行這種技術(shù)研發(fā)的相關(guān)計劃。
研究人員表示，半導(dǎo)體量子點是一個個能夠禁錮激子(exciton)──也就是互相束縛的電子-電洞對(electron-hole pair)──的空缺(即阱狀)，能制作出在特性上優(yōu)于目前那些大宗材料的半導(dǎo)體組件。而萊斯大學(xué)的發(fā)現(xiàn)是，能在量子阱的底部留下單層的碳。
稱為石墨烯的石墨薄片通常會與單層氦結(jié)合，氦會讓該種材料由導(dǎo)體轉(zhuǎn)換為絕緣體；研究人員是透過移除石墨薄片兩面的氦原子島，做出以上的推論。被絕緣體包圍的、微小的導(dǎo)電石墨烯阱，可用來做為量子阱。
如果將石墨烯上的氦原子島移除，余下的就是石墨烯量子阱
以上理論性研究是由萊斯大學(xué)教授Boris Yakobson，率領(lǐng)博士后研究員Abhishek Singh與Evgeni Penev共同進行；他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氦的次晶格(sublattice)被移除，一個具有清晰邊界的精巧六角形阱狀，就會出現(xiàn)在石墨烯與石墨烯之間。如此一來，這些量子阱應(yīng)該會具有一致特性，而且電荷泄漏非常小──而這兩個都是制作可用組件所必須的。
進行石墨烯半導(dǎo)體量子點研究的萊斯大學(xué)教授Boris Yakobson實驗室博士后研究員Abhishek Singh(右)與Evgeni Penev (左)
接下來研究人員將研究移除氦原子的技術(shù)，好讓他們能透過改變半導(dǎo)體量子點的尺寸來調(diào)整組件之間的能隙；然后就能針對特殊應(yīng)用來轉(zhuǎn)換其特性，例如用來制作化學(xué)傳感器、太陽能電池、醫(yī)療成像裝置或是納米級電路等等。
